龚林、王强等-GSAB:羌塘高原如何从山脉转变为平坦的高原?
青藏高原是地球系统科学研究的天然实验室,其形成和演化改变了全球海陆分布格局,是研究地球深部过程与浅表隆升及其与生物圈、水圈以及大气圈之间相互作用的关键窗口。青藏高原新生代以来的隆升过程深刻影响了全球和区域性的古气候演化、亚洲大陆的生物多样性、水系的发育和重组、矿产资源的形成以及地震灾害的发生。因此,研究青藏高原的隆升过程、生长方式及其动力学机制对于理解深部地质过程与浅部响应的联系、资源环境效应以及地球系统的宜居性等具有重要的科学意义。
羌塘高原作为始新世“原始青藏高原(Proto-Tibetan Plateau)”的重要组成组分,是理解青藏高原隆升历史、机制及其资源环境效应的关键地区(图1)。现有古高度重建结果表明,羌塘高原早期可能表现为一条东西向山脉,至渐新世才整体隆升并演化为平坦的高原,这一转变可能与地壳熔融有关。然而,羌塘高原早期生长过程及其由山脉向高原转变的地表剥露记录仍不完整。
为了解决上述问题,中国科学院广州地球化学研究所龚林博士、王强研究员与青岛崂山实验室李正祥教授及合作者以羌塘高原的始新世花岗岩为研究对象进行系统的矿物学、低温热年代学和热史模拟,并结合区域已发表的低温热年代学数据,以剥露速率时空变化的视角重建了羌塘高原的生长过程及其机制,并取得了如下进展:
(1)发现羌塘高原大部分始新世花岗岩的热年代学年龄与结晶年龄一致,且侵位深度相对较浅,主要记录了岩浆-热液冷却过程,表明这些岩体侵位以后并没有经历显著的剥露。
(2)基于剥露速率的空间变化规律(图2),揭示在羌塘高原早期生长阶段(>40-35 Ma),高原不仅发生了垂直于造山带的增生,还存在平行于造山带的东西向侧向生长,但渐新世之后,显著剥露主要局限于北羌塘局部地区(图3)。
(3)提出了羌塘高原形成的两阶段生长模型(图4):始新世及之前的沿羌塘中部向四周生长和渐新世-中新世向东北向扩展的过程。
(4)阐明羌塘高原的初始生长主要受控于南北向的挤压增厚,然后向北东向的扩展主要受控于中下地壳的流动;岩石圈拆沉可能只是在局部地区控制了高原的隆升(图4),而与气候相关的侵蚀过程对于地表隆升的贡献十分有限。
(5)揭示侧向生长在高原早期隆升阶段已然存在,并非始于中新世,同时也为“地壳流动驱动高原平坦化”的观点提供了低温热年代学约束。

图1 羌塘地体的构造位置、低温热年代学记录以及青藏高原的隆升机制
图2 羌塘高原平均剥露速率的空间变化规律

图3 羌塘高原渐新世-中新世剥露速率的时空变化

图4 羌塘高原隆升历史及其机制的概要模式图
相关成果近期发表在地质学主流期刊 GSA Bulletin 上。本项研究得到了深地国家科技重大专项(2024ZD1001103)和国家自然科学基金(42203023、42021002)的联合资助。
论文信息:Gong, L.(龚林), Wang, Q*.(王强), Li, Z.-X. (李正祥), Kerr, A. C., Zhang, X.-Z. (张修政), Qi, Y. (齐玥), Shen, X.-M. (沈晓明), Zhang, Z.-Y. (张志勇), Chen, B. (陈兵), and Yu, Z.-W. (余志伟), 2026, From mountain range to flat plateau in the Qiangtang Block (western China): Insights from low-temperature thermochronology: GSA Bulletin. https://doi.org/10.1130/B38637.1

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